Kas yra pagrindinis plienas?

Bazinis plienas reiškia plieną, gaminamą krosnyje, išklotoje bazine, o ne rūgštine medžiaga. Didžioji dauguma pramoninėse visuomenėse gaminamo plieno gaminama tokiu būdu. Krosnies konstrukcijos izoliavimas nuo krosnies šilumos yra pagrindinis plieno gamybos iššūkis. Priemaišų pašalinimas iš geležies mišinių yra dar vienas iššūkis gaminant plieną. Nuo šeštojo dešimtmečio buvo naudojami modernūs krosnių sienelių izoliavimo metodai žemo pH arba mažai rūgščių turinčiomis medžiagomis.

Plienas daugiausia yra geležis, tačiau mišinyje yra nedidelis kiekis kitų elementų. To pageidaujama, nes tai gali pagerinti medžiagos medžiagų savybes, ty kietumą. Anglis yra dažniausiai į plieną dedamas elementas, tačiau taip pat naudojamas manganas, chromas ir volframas. Šie pagrindinės geležies priedai vadinami legiravimo medžiagomis. Plienas yra daug stipresnis už gryną aliuminį ar geležį, tačiau jis turi būti gaminamas specialiais būdais.

Antrosios pramonės revoliucijos metu buvo atrastas ir plačiai pritaikytas masinės plieno gamybos Bessemer procesas. Pagrindinė proceso naujovė buvo galimybė pašalinti priemaišas iš išlydytos geležies pučiant per ją orą. Silicio, mangano ir anglies perteklius yra oksiduojamas oru ir gali išeiti iš medžiagos.

Kad krosnies konstrukcija neištirptų gaminant plieną, o tai gali būti labai aukšta temperatūra, indas išklojamas ugniai atsparia medžiaga. Ugniai atsparios medžiagos yra medžiagos, kurios išlaiko savo fizines savybes aukštesnėje nei 1,000 laipsnių Farenheito (537.77 laipsnių Celsijaus) temperatūroje. Pagrindinėje plieno gamyboje naudojamos žemo pH ugniai atsparios medžiagos. Bessemer procese mineralinis dolomitas buvo įprasta žemo pH ugniai atspari medžiaga, naudojama talpyklai iškloti gaminant pagrindinį plieną.

1952 m. buvo sukurta nauja plieno gamybos procedūra, žinoma kaip Linz-Donawitz arba LD procesas. Užuot naudoję Bessemer techniką pučiant orą per išlydytą geležį, naudojamas grynas deguonis. Padidėjusi geležies oksidacija leidžia efektyviau pašalinti nešvarumus. Šiuolaikinės krosnys gali greičiau nei per 350 minučių paversti 40 tonų geležies į plieną. Pagrindinio plieno gamybos LD procesas taip pat mažiau teršia orą nei Bessemer procesas.

Bazinės ugniai atsparios medžiagos leidžia efektyviau pašalinti sieros ir fosforo priemaišas nei rūgštinės ugniai atsparios medžiagos. Kai deguonis prapučiamas per geležį, priemaišos arba išeina kaip dujos, arba sudaro šlaką, kuris išplaukia į paviršių. Oksiduota anglis išsiskiria kaip anglies monoksidas arba anglies dioksidas. Kitos priemaišos sudaro naujus junginius, kurie atsiskiria nuo mišinio ir palieka pagrindinį plieną.